本發(fā)明涉及腦電信號(hào)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于腦電控制的手機(jī)操作方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

從1983年第一臺(tái)手機(jī)DynaTAc 8000x的誕生，到現(xiàn)在智能手機(jī)的普及，手機(jī)歷經(jīng)了三十多年的發(fā)展，其功能也從一開(kāi)始單純的語(yǔ)音通話到現(xiàn)在的可以安裝使用各種軟件。為了讓用戶更加方便的使用手機(jī)，工程師門設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了各種功能以使用戶可以更加方便的使用手機(jī)，比如開(kāi)/關(guān)機(jī)、滑動(dòng)切換界面、屏幕方向切換/鎖定、亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)以及手機(jī)的加/解鎖等功能，其中，手機(jī)的加/解鎖功能為用戶使用手機(jī)提供了極大的方便。手機(jī)的加/解鎖功能主要有兩方面作用：一方面是防止用戶的意外操作，如防止用戶在打電話時(shí)誤碰到其他的按鍵，導(dǎo)致觸發(fā)了不需要的功能；另一方面是對(duì)手機(jī)加密，防止他人在未經(jīng)主人允許的情況下使用手機(jī)，為用戶的信息安全提供保障。

目前，用戶一般是通過(guò)按鍵觸發(fā)、屏幕觸發(fā)、環(huán)境特征觸發(fā)或者生物特征觸發(fā)對(duì)手機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)操作。以手機(jī)加/解鎖功能的操作為例，包括按鍵式解鎖即通過(guò)觸發(fā)一個(gè)按鍵功能來(lái)操控手機(jī)的加/解鎖；基于用戶輸入特征匹配的解鎖即基于觸摸輸入和圖形用戶界面通過(guò)識(shí)別用戶輸入特征與預(yù)設(shè)的特征是否匹配來(lái)進(jìn)行解鎖；基于感應(yīng)環(huán)境特征的解鎖即通過(guò)硬件裝置感知手機(jī)的外部環(huán)境，然后根據(jù)感知來(lái)自動(dòng)解鎖；基于生物特征的解鎖即通過(guò)識(shí)別用戶的生物特征來(lái)來(lái)判斷是否為合法用戶并解鎖等。

但是現(xiàn)有的手機(jī)操作方法仍然存在一些問(wèn)題：一是，特殊人群無(wú)法通過(guò)上述一般操作方式對(duì)手機(jī)進(jìn)行操作，現(xiàn)有的手機(jī)操作方式在某些方面的使用具有局限性。二是，一些特殊目的手機(jī)操作，如果使用上述一般的操作方法，無(wú)法保障用戶的信息安全。三是，由于手動(dòng)操作相比于“大腦想法”會(huì)存在一定的時(shí)間延遲，因此，通過(guò)手部操作手機(jī)還不夠靈活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于腦電控制的手機(jī)操作方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的手機(jī)操作方法使用時(shí)具有局限性的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：第一方面，提供一種基于腦電控制的手機(jī)操作方法，該方法包括：

手機(jī)接收當(dāng)前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的專注度信息與手機(jī)預(yù)先設(shè)定的比較信息進(jìn)行比對(duì)：

當(dāng)比對(duì)結(jié)果正確時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)操作。

第二方面，提供一種基于腦電控制的手機(jī)操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

通信模塊、接口模塊、手機(jī)操作執(zhí)行模塊以及腦電信號(hào)采集裝置；

接口模塊通過(guò)通信模塊搜索腦電信號(hào)采集裝置并與搜索到的腦電信號(hào)采集裝置進(jìn)行鏈接；

腦電信號(hào)采集裝置將當(dāng)前操作者腦電波的專注度信息通過(guò)通信模塊發(fā)送至接口模塊；

接口模塊將接收到的專注度信息與接口模塊中預(yù)先設(shè)定的比較信息比對(duì)，并在比對(duì)結(jié)果正確時(shí)控制手機(jī)操作執(zhí)行模塊執(zhí)行相應(yīng)操作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在以下技術(shù)效果：腦電信號(hào)是一種包含多種頻率分量的復(fù)雜綜合波，其頻率的主要變化范圍在0.5-100Hz左右，根據(jù)腦電信號(hào)可以獲取操作者當(dāng)前的專注度，當(dāng)在手機(jī)中設(shè)定了與手機(jī)主人相匹配的比較信息后，只有手機(jī)主人以及與手機(jī)主人相似的專注度值的人才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手機(jī)的操作。與傳統(tǒng)的手機(jī)操作方法相比，使用面較廣，適合一些特殊群體及一些特殊目的應(yīng)用。同時(shí)，在使用過(guò)程中，可以通過(guò)訓(xùn)練來(lái)提高手機(jī)主人的專注度，進(jìn)而設(shè)置較高的比較信息，提高手機(jī)操作的難度，進(jìn)一步提高手機(jī)的使用安全。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例中一種基于腦電控制的手機(jī)操作方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中利用腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中一種基于腦電控制的手機(jī)操作系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例中腦電實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1至圖4所示，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。

如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種基于腦電信號(hào)控制的手機(jī)操作方法，該方法包括如下步驟S1至S2：

S1、手機(jī)接收當(dāng)前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的專注度信息與手機(jī)預(yù)先設(shè)定的比較信息進(jìn)行比對(duì)：

S2、當(dāng)比對(duì)結(jié)果正確時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)操作。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的比較信息是技術(shù)人員通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)的到的一個(gè)用來(lái)與手機(jī)操作者專注度進(jìn)行比較的信息。

進(jìn)一步地，比較信息為專注度閾值或者專注度區(qū)間。

進(jìn)一步地，步驟S2具體包括：

當(dāng)手機(jī)接收到的專注度信息大于預(yù)先設(shè)定的專注度閾值時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)操作；

或者，當(dāng)手機(jī)接收到的專注度信息落在預(yù)先設(shè)定的專注度區(qū)間內(nèi)時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)操作。

具體地，如圖2所示，根據(jù)操作者的專注度對(duì)操作手機(jī)的解鎖功能時(shí)，過(guò)程為：

B1、當(dāng)該手機(jī)處于鎖定狀態(tài)時(shí)，接收當(dāng)前手機(jī)操作者的專注度信息；

B2、若接收到手機(jī)操作者的專注度信息，則將接收到的專注度信息與預(yù)先設(shè)定的專注度閾值或者專注度區(qū)間進(jìn)行比較；

B3、若接收的專注度大于預(yù)先設(shè)定的專注度閾值或者落在預(yù)先設(shè)定的專注度區(qū)間內(nèi)，則解鎖所述手機(jī)。

專注度A近似服從的正態(tài)分布N(μ,σ²)，由正態(tài)分布的特性可知，A分布的特性如表1所示：

表1

下面分別以根據(jù)設(shè)定的專注度閾值和設(shè)定專注度區(qū)間來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能為例，對(duì)通過(guò)設(shè)定專注度閾值和專注度區(qū)間實(shí)現(xiàn)手機(jī)操作進(jìn)行具體說(shuō)明：

(1)設(shè)定專注度閾值實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能

鑒于腦電信號(hào)的專注度大小與信號(hào)采集者是否經(jīng)過(guò)訓(xùn)練有關(guān)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)者的專注度數(shù)值比較大。相反，沒(méi)有經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)者的專注度數(shù)值比較小?；趯Ｗ⒍容^高的訓(xùn)練者才能解鎖的目的，我們將閾值設(shè)定為高值，假設(shè)設(shè)定的專注度閾值為a，那么只有手機(jī)操作者的專注度信息大于設(shè)定的專注度閾值a，才可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能，否則不可以。計(jì)算專注度閾值設(shè)定為a時(shí)，根據(jù)腦電波專注度進(jìn)行手機(jī)解鎖的成功概率：

由于腦電波專注度A服從正態(tài)分布N(μ,σ²)，則服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)。假設(shè)專注度閾值為a的識(shí)別概率為p₀，則p₀＝P(x>a)＝1-P(x≤a)，由于令則p₀＝1-φ(x₀)，通過(guò)查找標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表，可求得p₀。

例如，專注度閾值A(chǔ)服從N(57.2,17.6²)，取閾值a＝65，則基于腦電波專注度的手機(jī)解鎖成功概率對(duì)于一些特殊值，如表1所示，當(dāng)專注度閾值a取74.8時(shí)，約有16％的人可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖控制。

通過(guò)設(shè)置專注度閾值來(lái)實(shí)手機(jī)解鎖的作用是：整個(gè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，保密性較好，當(dāng)設(shè)定了與手機(jī)主人相匹配的專注度閾值后，只有手機(jī)主人以及與手機(jī)主人相似的專注度才可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能。同時(shí)通過(guò)設(shè)置較高的專注度閾值可以提高手機(jī)的使用安全。

(2)設(shè)定專注度區(qū)間實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能

由于手機(jī)的解鎖功能時(shí)服務(wù)于大多數(shù)人的，即使沒(méi)有經(jīng)過(guò)專注度訓(xùn)練，只要滿足大多數(shù)人使用的統(tǒng)計(jì)原則，就可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖的目的。本實(shí)施例中將比較信息設(shè)定為一個(gè)專注度區(qū)間，只要手機(jī)操作者的專注度值在設(shè)定的專注度區(qū)間內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能，否則不可以。計(jì)算專注度區(qū)間設(shè)定為(b，c)時(shí)，根據(jù)腦電波專注度進(jìn)行手機(jī)解鎖的成功概率：

由于腦電波專注度A服從正態(tài)分布N(μ,σ²)，則服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)。設(shè)定專注度區(qū)間(b，c)，手機(jī)解鎖概率為：

p₀＝P(x>b)-P(x>c)，即

p₀＝[1-P(x≤b)]-[1-P(x≤c)]＝P(x≤c)-P(x≤b)，則

例如，專注度A服從N(57.2,17.6²)，取專注度區(qū)間為(50，60)，則手機(jī)在該區(qū)間內(nèi)解鎖成功的概率為：

通過(guò)采用專注度區(qū)間方式的作用是：適合多數(shù)人群實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能的需要，這種設(shè)置方法更加適用于各種開(kāi)放性的功能設(shè)置，對(duì)于一些特殊的區(qū)間，如表1所示，專注度在區(qū)間(39.6，74.8)內(nèi)時(shí)，約68.3％的用戶可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能。

進(jìn)一步地，步驟S2還包括如下細(xì)分步驟：

將手機(jī)接收到的多次專注度信息與預(yù)先設(shè)定的比較信息進(jìn)行比對(duì)；

如果連續(xù)N次比對(duì)成功時(shí)，則執(zhí)行相應(yīng)的操作。

本實(shí)施例中，將N設(shè)定為5。即如果手機(jī)連續(xù)5次比對(duì)成功時(shí)，才可以對(duì)手機(jī)執(zhí)行相應(yīng)操作，比如手機(jī)解鎖操作。其中，技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際情況的需要，將N設(shè)定為不同的數(shù)值。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例公開(kāi)的基于腦電控制的手機(jī)操作方法，還包括如下步驟：

對(duì)所述的專注度閾值或者專注度區(qū)間進(jìn)行設(shè)置或更改。

需要說(shuō)明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，手機(jī)主人會(huì)隨著使用次數(shù)的增加即通過(guò)訓(xùn)練提高自己的專注度，此時(shí)，可對(duì)預(yù)先設(shè)定的專注度閾值或者專注度區(qū)間進(jìn)行更改，以將專注度閾值或者專注度區(qū)間更改至和自己當(dāng)前的專注度相適用的范圍。進(jìn)而提高手機(jī)使用的安全，以及匹配的唯一性。

進(jìn)一步地，在步驟S1之前，還包括：

通過(guò)腦電信號(hào)采集裝置采集所述當(dāng)前操作者的腦電波信號(hào)，并將處理得到的專注信息通過(guò)腦電信號(hào)采集裝置端的無(wú)線藍(lán)牙模塊向手機(jī)發(fā)送；

相應(yīng)地，步驟S1具體包括：

手機(jī)接通過(guò)手機(jī)端的無(wú)線藍(lán)牙模塊收當(dāng)前操作者的腦電波的專注度信息，并將接收的轉(zhuǎn)專注度信息與手機(jī)預(yù)先設(shè)定的專注度閾值進(jìn)行比較。

其中，本實(shí)施例中對(duì)手機(jī)操作者腦電信號(hào)的采集可以通過(guò)腦電波采集帶等腦電信號(hào)采集裝置。該腦電波采集頭帶小巧便攜、抗干擾能力強(qiáng)，僅需要4.5V的干電池供電即可?？梢院苋菀椎倪\(yùn)用在玩具、視頻游戲和健康設(shè)備中，且能耗小，適用以電池供電的便攜式消費(fèi)產(chǎn)品上。

如圖3所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種基于腦電控制的手機(jī)操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：通信模塊10、接口模塊20、手機(jī)操作執(zhí)行模塊30以及腦電信號(hào)采集裝置40；

接口模塊20通過(guò)通信模塊10搜索腦電信號(hào)采集裝置并與搜索到的腦電信號(hào)采集裝置40進(jìn)行鏈接；

腦電信號(hào)采集裝置40將當(dāng)前操作者腦電波的專注度信息通過(guò)通信模塊10發(fā)送至接口模塊20；

接口模塊20將接收到的專注度信息與接口模塊20中預(yù)先設(shè)定的比較信息比對(duì)，并在比對(duì)結(jié)果正確時(shí)控制手機(jī)操作執(zhí)行模塊30執(zhí)行相應(yīng)操作。

具體地，將腦電信號(hào)采集裝置40的外置腦電極貼在額頭部位，然后通過(guò)腦電信號(hào)采集裝置40內(nèi)置的生物信號(hào)傳感芯片TGAM模塊獲取人腦的腦電波波形信號(hào)，再ADC轉(zhuǎn)換電路將腦電波的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，打包成數(shù)據(jù)包，然后直接通過(guò)藍(lán)牙傳送給計(jì)算機(jī)或者手機(jī)。之后有計(jì)算機(jī)或者手機(jī)完成后續(xù)的處理和對(duì)外控制工作。

需要說(shuō)明的是，腦電信號(hào)采集裝置40可以輸出的數(shù)據(jù)包括原始腦電信號(hào)、a波、β波、δ波、θ波、γ波以及專注度和放松度。當(dāng)腦電信號(hào)通過(guò)其內(nèi)置的藍(lán)牙通信模塊傳輸?shù)绞謾C(jī)時(shí)，手機(jī)可以將專注度的數(shù)值顯示在屏幕上，同時(shí)用戶也可以通過(guò)手機(jī)對(duì)顯示出來(lái)的專注度進(jìn)行刪除操作。

具體地，如圖4所示，以通過(guò)腦電波專注度實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖功能為例，首先通過(guò)手機(jī)內(nèi)的通信模塊10鏈接腦電信號(hào)采集裝置40；在屏幕顯示當(dāng)前手機(jī)操作者的專注度；設(shè)定用于根據(jù)專注度進(jìn)行解鎖的專注度閾值或者專注度區(qū)間；執(zhí)行模擬鎖屏程序；在連續(xù)比對(duì)正確的次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)時(shí)，執(zhí)行手機(jī)解鎖操作。

進(jìn)一步地，還可以進(jìn)一步研究腦電信號(hào)的“指紋特征”，即腦電信號(hào)的唯一性，在腦電信號(hào)專注度實(shí)現(xiàn)手機(jī)操作的基礎(chǔ)上，增加腦電信號(hào)的“指紋密碼”，使得手機(jī)主人與設(shè)定的腦電信號(hào)專注度具有匹配唯一性，以增加手機(jī)使用的安全性。

需要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例公開(kāi)的基于腦電信號(hào)控制的手機(jī)操作方法及系統(tǒng)，提供使用手機(jī)的全新模式，可以為一些特殊人群或者特殊目的實(shí)現(xiàn)手機(jī)解鎖等操作。同時(shí)也可以為用戶提供一種全新的娛樂(lè)體驗(yàn)方式，比如使用大腦思維進(jìn)行電子競(jìng)技，使用時(shí)反應(yīng)迅速、靈活度高。

同時(shí)，還需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例主要保護(hù)的思想是采用腦電信號(hào)控制器件進(jìn)行動(dòng)作。技術(shù)人員可以利用本實(shí)施例的思想，通過(guò)腦電信號(hào)來(lái)輔助車輛運(yùn)行；在軍事領(lǐng)域中，如飛行員在高加速度下使用腦電來(lái)控制飛機(jī)，以提高飛行員在駕駛飛機(jī)時(shí)的快速反應(yīng)能力和減少使用手的不便；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)生在手術(shù)過(guò)程中，通過(guò)腦電控制儀器的開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換監(jiān)護(hù)儀屏幕顯示的數(shù)據(jù)或波形，以盡量減少手的負(fù)擔(dān)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。